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我院科研团队在光催化制氢基础研究中取得新进展

阅读次数:     日期:2022-09-26

近日,我院马保军团队在光催化产氢助催化剂的研究中取得新进展,提出了过渡金属掺杂减小非贵金属助催化剂电容的策略,提升电容催化效果。相关研究成果发表在催化领域著名期刊Applied Catalysis B: Environmental (IF=24.319)上。题目:A new and highly efficient co-catalyst Zn-Ni5P4 for photocatalytic H2 evolution with the reduced capacitance via Zn doping

全文链接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337322009493


   氢能作为最具潜力的清洁能源而备受关注。光催化制氢是一种理想但极具挑战性的技术。助催化剂是提升产氢效率的有效手段之一,然而贵金属由于其成本高限制了光催化技术的发展。在前期的研究(ACS Sustain. Chem. Eng. 2022, 10, 5949-5957)中发现非贵金属助催化剂的电容对光激发电子具有“电容催化”效应,即储存电子(正效应)和束缚电子释放(负效应),少量贵金属可以抑制电容负效应而提高催化产氢性能。采用新方法彻底取代贵金属具有十分重要的意义。

本文我们采取了Zn掺杂Ni5P4的策略,起到了比贵金属(Pt/Ni5P4)还要优异的效果。Zn-Ni5P4/CdS的活性是 (Pt/Ni5P4)/CdS1.89倍甚至更高。Zn掺杂减小了Ni5P4的电容,由680 将至540mF/g,有效抑制了“电容催化”的负效应,这有利于储存在Ni5P4中的光激发电子释放去参与析氢反应,从而有效地提升了光催化产氢活性。

通讯作者:马保军,研究员/博导,国重室副主任,宁夏氢能清洁生产和高附加值化学转化科技创新团队负责人。

第一作者: 罗丽,2020级硕士研究生。

本项工作得到了国家自然科学基金、宁夏科技创新团队与人才项目、宁夏自然科学基金和宁夏国家一流学科(化学工程与技术)等资助。